JP6356613B2 - 身体用衝撃保護装置 - Google Patents

Description

本開示は、人に装着される衝撃保護装置に関する。

ヘルメット、肩パッド、太腿パッド、及びその他の防具は、さまざまな状況において人々に使用され、衝撃に起因する負傷から身体を保護するのに役立っている。フットボール、ホッケー、及びラクロスなどの接触競技における頭部への衝撃は、特に問題になり得よう。

防具は、通常、圧縮性パッドの使用を通して衝撃エネルギーを吸収することを目的としている。そのようなパッドは、確かにいくらかのエネルギーを吸収するだろうが十分ではない。一つの問題は、パッドが圧縮限界に達した場合、効力を失うことである。もう一つの問題は、直接衝撃を受ける位置、及びその衝撃位置のごく近い領域のパッド部分しか圧縮されないことであり、それがエネルギー吸収にかかわるパッド容量を制限し、ひいては効力を制限することになる。

本開示が特徴とするのは：身体用衝撃保護装置であり、第１の機械的部材と、第１の機械的部材から間隔を空けた第２の機械的部材と、それらの機械的部材の両方に機械的に連結され、かつその部材間の間隔に架け渡されている１つ又は複数のエラストマー性エネルギー吸収部材とを備える。機械的部材は入れ子にされてもよく、概ね同心円状であってもよい。第１の機械的部材は、頭部に載置されるように構成され配設された第１のシェルを備えてもよく、第２の機械的部材は、第１のシェルを実質的に取り囲み第１のシェルから間隔を空けた第２のシェルを備えてもよい。この衝撃保護装置は、第２のシェルに機械的に連結されたフェイスマスクを更に備えることができる。エネルギー吸収部材は、薄く平坦なシート部材又は細長いストラップであってもよい。この衝撃保護装置は、例えば、ヘルメット、膝保護具又は太腿保護具になり得る。

この衝撃保護装置は、１つ又は複数のエネルギー吸収サブアセンブリを更に備えることができる。このエネルギー吸収サブアセンブリは、内側リング及び外側リングを含む概ね同心円状の間隔を空けたリングと、内側リングと外側リングとの両方に機械的に連結され、かつそのリング間の間隔に架け渡されている複数のエネルギー吸収部材を備えることができる。間隔を空けたリングに連結されるエネルギー吸収部材は概ね環状であってもよい。その間隔を空けたリングに連結されるエネルギー吸収部材自体が、内側リング及び外側リングの周囲の少なくとも大半を、間隔をおいて取り囲んでいてもよい。内側リングは、第１の機械的部材の外側に固定されてもよく、外側リングは、第２の機械的部材の内側に固定されてもよい。エネルギー吸収部材は、一方の端部で共に連結され、もう一方の端部で互いから解放されているエラストマー性帯状片を備え得る。エネルギー吸収部材のいくつかは他の部材より長くてもよい。エネルギー吸収部材のいくつかは他の部材より強くてもよい。

第１の機械的部材は、第１の内側リングを備えてもよく、第２の機械的部材は、第１の内側リングから間隔を空けて第１の内側リングを取り囲んでいる第１の外側リングを備えてもよく、複数のエネルギー吸収部材が、その第１の内側リングと第１の外側リングとの両方に機械的に連結され、かつそのリング間の間隔に架け渡されてもよい。この衝撃保護装置は、第１の外側リングが機械的に連結された第１のシェルを更に備えることができる。この衝撃保護装置は、第２の内側リングと、第２の内側リングから間隔を空けて第２の内側リングを取り囲んでいる第２の外側リングと、第２の内側リングと第２の外側リングとの両方に機械的に連結され、かつそのリング間の間隔に架け渡されている複数のエネルギー吸収部材とを更に備えることができる。この衝撃保護装置は、第２の外側リングが機械的に連結された第２のシェルを更に備えてもよい。第１のシェルと第２のシェルとは、そのシェル間に配置されたヒンジによって接続され得る。第１のシェルと第２のシェルとは、一方のシェルを膝の上方に、もう一方のシェルを膝の下方に、ヒンジを膝の近傍に、それぞれ足又は足を覆う衣服に取り付けるように構成され配設されてもよい。

さらに、本開示が特徴とするのは：第１のシェルと第２のシェルとの間に配置された１つ又は複数のエネルギー吸収サブアセンブリとを備える、ヘルメットであり、頭部に載置するように構成され配設された第１のシェルと、第１のシェルを実質的に取り囲み第１のシェルから間隔を空けた第２のシェルと、各エネルギー吸収サブアセンブリが、内側リング及び外側リングを含む概ね同心円状の間隔を空けたリングと、内側リングと外側リングとの両方に機械的に連結され、かつそのリング間の間隔に架け渡されている複数のエラストマー性エネルギー吸収部材とを備え、そのエネルギー吸収部材が、内側リング及び外側リングの周囲の少なくとも大半を、間隔をおいて取り囲んでいる。各エネルギー吸収サブアセンブリの内側リングは、第１のシェルの外側に固定され、各エネルギー吸収サブアセンブリの外側リングは、第２のシェルの内側に固定される。

またさらに、本開示が特徴とするのは：２つのエネルギー吸収サブアセンブリとを備える、膝を保護するための衝撃保護装置であり、各エネルギー吸収サブアセンブリが、内側リング及び外側リングを含む概ね同心円状の間隔を空けたリングと、内側リングと外側リングとの両方に機械的に連結され、かつそのリング間の間隔に架け渡されている複数のエラストマー性エネルギー吸収部材とを備え、そのエネルギー吸収部材が、内側リング及び外側リングの周囲の少なくとも大半を、間隔をおいて取り囲んでいる。その装置は、第１のエネルギー吸収サブアセンブリの外側リングが機械的に連結された第１のハウジングと、第２のエネルギー吸収サブアセンブリの外側リングが機械的に連結された第２のハウジングとを備えている。第１のハウジング及び第２のハウジングは、一方のハウジングを膝の上方に、もう一方のハウジングを膝の下方に、それぞれ足を覆う衣服に取り付けるように構成され適合される。第１のハウジングと第２のハウジングとは、そのハウジング間で膝の近傍に配置されたヒンジによって接続される。

静止位置における身体用衝撃保護装置の大きく概略化した断面図である。 衝撃下における同装置の図である。 身体用衝撃保護装置の代替えの構成の類似した図である。 身体用衝撃保護装置用のエネルギー吸収サブアセンブリの斜視図である。 身体用衝撃保護装置用のエネルギー吸収サブアセンブリの上面図である。 図３ＢのＡ−Ａ線に沿った断面図である。 頭部を保護するために頭部に装着したヘルメットの大きく概略化した図である。 図４のヘルメットの静止位置における概略側面図である。 図４のヘルメットの衝撃下位置における概略側面図である。 膝の保護用の衝撃保護装置の斜視図である。 膝の保護用の衝撃保護装置の側面図である。 膝の保護用の衝撃保護装置の正面図である。 膝の保護用の衝撃保護装置の第２の斜視図である。 使用時における図６の装置を示す図である。 別のヘルメットデザインの全体斜視図である。 別のヘルメットデザインの隠れた詳細透視図である。 別のヘルメットデザインの側面図である。 別のヘルメットデザインの上面図である。 別のヘルメットデザインの断面図である。 別のヘルメットデザインの断面図である。 別のヘルメットデザインの概略断面図である。 ２つの代替えのエネルギー吸収部材の側面図である。 図１０Ａ及び１０Ｂに示された部材を挿入するのに使用できる工具を示す図である。 図１０Ａ及び１０Ｂのエネルギー吸収部材を用いる保護装置の部分断面図である。 他の衝撃保護装置の部分断面図である。 図１３Ａの一部分の端面図である。 図１３ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図である。

本開示で述べる先進性は、身体用衝撃保護装置において達成することができる。この身体用衝撃保護装置は、エラストマー性部材の衝撃領域として機能し、また固定部及び支持部としても機能する間隔を空けて入れ子にされた２つの機械的部材に、機械的に連結される１つ又は複数のエラストマー性エネルギー吸収部材を用いる。この２つの機械的部材のうち１つが人の身体に取り付けられる。この取り付けはその人が着用している衣服に行ってもよいし、その人の身体に直接行ってもよい。取り付けは弾性ストラップなどを利用して行うことができる。衝撃保護装置が第２の又は外側部材に衝撃を受けると、第２の機械的部材（体に取り付けられていない）が第１の機械的部材に対して動かされる。この移動により部材間の間隔に変化が生じる。すなわち、衝撃から離れている側の部材に向かって、部材間の間隔が大きくなる。このことは、間隔が大きくなった領域に位置するエラストマー性部材の伸長を引き起こす。エラストマー性部材が伸長するにつれ勢いを吸収し、ひいては装置を装着している人に感じられる力がより小さくなる。このようにして、衝撃保護装置は、衝撃に起因する負傷から人を保護するのに役立つ。

図１Ａ及び１Ｂに身体用衝撃保護装置１０を概略的に図示する。装置１０は、内側の機械的部材又はシェル１４を実質的に若しくは完全に取り囲み、かつ内側の機械的部材から間隔を空けた、外側の機械的部材又はシェル１２を備える。これらのシェルは、共に入れ子状にするのが好ましく、同心円状であっても同心円状でなくてもよい。シェル１２、１４は、装置１０の対象とする用途に大きさと形を整え、その用途に十分な材料で構成される。さまざまな用途については後述する。通常、シェル１２、１４はポリカーボネートなどの成型プラスチック材料から作られる。装置１０は、１つ又は複数のエラストマー性エネルギー吸収部材を含む。この実施例において、一つの部材１６は適合性及びエネルギー吸収機能を供与する。この態様の部材１６はエラストマー性材料の薄く平坦な一片であり、材料をストラップ状又はシート状の形にすることができる。一つの材料としてはブチルゴムでよい。その他の材料、大きさ、形、厚さは、衝撃保護装置の全体的な構造、第１及び第２の機械的部材の配置及び部材間の距離、衝撃の力の量、位置及び方向に応じて検討され、その装置によって改良されるように設計される。

エネルギー吸収部材１６は、位置２１、２２でシェル１２に固定され、位置２０でシェル１４に固定される。位置２６又はその近傍でシェル１２に対して内方向の衝撃が加わると、シェル１２は、シェル１４に対して矢印「Ａ」の方向に押し込まれるが、シェル１４は衣服又は身体に取り付けられているせいで動かない、又はほとんど動かない。したがって、その衝撃は、大きくなった間隔３０で示されるように、衝撃位置の反対側におけるシェル間の距離を大きくする。この動作は部材１６を伸長させ、それによりエネルギーを吸収することになる。理想的な状態では、衝撃エネルギーのすべてが部材１６によって吸収される。たとえすべてより少ないエネルギーしか吸収されなくても、このエネルギー吸収は、衝撃２６近傍の領域２７内及びその周辺で、身体に伝わるエネルギーの量を減少させる。

この身体用衝撃保護装置は、すべての又はすべてには満たない方向と角度からの衝撃エネルギーを吸収するように、構成し配設することができる。図１Ａ及び１Ｂに示す実施例において、エラストマー性エネルギー吸収部材は圧縮されると単に屈曲するか曲折するかであるため、エネルギー吸収部材が伸長されるのとは逆に曲折又は圧縮される方向２９又は別の方向からの衝撃エネルギーは、確かに少ししか吸収しないだろう。この比較的薄く細長いエラストマー性部材の特性は、衝撃保護装置が特定の位置及び／又は方向から衝撃を受けた場合に伸長するよう、１つ又は複数のエネルギー吸収部材を配設することで改良される。一つの簡単な例として、図２に、外側部材又はシェル４４の全周周辺の衝撃によるエネルギーを吸収するであろう身体用衝撃保護装置４０を示す。前部領域５６、後部領域５５、及び側部領域５７、５８への衝撃については、エラストマー性エネルギー吸収部材４６が伸長することになり、それによってエネルギーを吸収する。このことは、単一のエラストマー性部材４６が、部位４７〜５３で、内側の機械的部材又はシェル４２と外側の機械的部材又は４４との両方を固定することによって成される。それと同じ機能が、内側シェルと外側シェルとの両方に機械的に連結され、衝撃があると外側シェルが内側シェルから押し離される位置、すなわち、衝撃位置以外又は予想される衝撃位置以外の位置に配設された複数のエラストマー性エネルギー吸収部材によっても成され得る。当然、衝撃が衝撃保護装置の周囲のどの部位でも予想される場合は、エラストマー性エネルギー吸収部材を、内側シェル及び外側シェルの周囲の少なくとも大半又は全体に、間隔をおいて配置するべきである。従来の圧縮性の緩衝材（図示せず）など、他のエネルギー吸収手段も、予想される衝撃領域において、それらのエネルギー吸収部材間に緩衝材を配置することでエラストマーベースのエネルギー吸収を補強するために、潜在的に加え得るものである。

この身体用衝撃保護装置は、１つ又は複数のエネルギー吸収サブアセンブリを備えることができる。概して、エネルギー吸収サブアセンブリは、１つ又は複数のエラストマー性エネルギー吸収部材を支持し、第１及び第２の機械的部材又はシェルに機械的に連結され、かつそれらの間に配置されるように構成され配設されたアセンブリであってもよい。このように、エネルギー吸収サブアセンブリは、身体用衝撃保護装置の製造又は組み立てを容易にする手助けができる。

図３Ａ〜３Ｃに示す限定されない実施形態において、エネルギー吸収サブアセンブリ６０は、内側リング６４及び外側リング６２を含む概ね同心円状の間隔を空けた環状リングを備える。複数のエネルギー吸収部材６６は、内側リングと外側リングとの両方に機械的に連結され、かつそのリング間の間隔に架け渡されている。この実施例において、部材６６は環状のエラストマー性材料の小片である。部材６６は、例えば、押し出し成形で、又は適切な直径のエラストマー性チューブを望ましい幅の小片に切断して、創出することができる。部材６６は、リングに固定してもしなくてもよく、望ましい厚さ、幅、及び／又は材料でよく、サブアセンブリの１つ又は複数の望ましい位置で特定の量のエネルギー吸収を成すために、望ましい位置に配置し、望ましい方法で間隔をおくことができる。例えば、より強力なエラストマーは、外側リング（又は外側の機械的アセンブリ）の移動の終点近くではじめて伸び始めるよう、いくらか緩みをおいてもよい。これは激しい衝撃に対して有効であり、そうしなければ、リング（又は機械的部材）どうしの接触を引き起こすため、それ以上のエネルギー吸収を阻むことになる。それらのエネルギー吸収が累加されるように、異なる長さ及び／又は異なる強度を持つ多様なエラストマー性部材を平行に配置することもできる。

サブアセンブリは、リベット打ち又は他の留め具を用いるなどの望ましい方法で、機械的部材／シェルに機械的に連結される。通常、外側リング６２は外側シェルの内側に固定され、内側リング６４は内側シェルの外側に固定されることになる。こうして、サブアセンブリ６０には、内側の機械的部材／シェルと外側の機械的部材／シェルとの間の間隔が確実に設けられることになる。

この円形のサブアセンブリは必ずしも必要ではない。それぞれ、１つ又は複数のエラストマーを支持するように適合され間隔をおいた構造の部材を備えるいくつかのより小さなサブアセンブリ、例えば各サブアセンブリに対し１つ又は２つのエラストマーを有するものを使用することによって、同様の成果を得ることができる。これらのサブアセンブリは円弧状でもよく、又はサブアセンブリが配置されることになるシェル間の間隔に適したものであれば他の形状でもよい。それらは、ヘルメット又は身体用衝撃保護装置のどこにでも割り振ることができる。また、いかなる大きさのいかなるヘルメットにも、リベットなど標準の機械的留め具を使って取り付けることができる。このエラストマーは１本の自転車内部チューブのようなチューブ状である。このチューブはサブアセンブリの構造的部材を滑らせてかぶせ、それからそのサブアセンブリを各シェルに取り付ける。サブアセンブリの吸収強度は、単により長いチューブを使用することによって変えられる。シェル間の距離はどのような長さでもよいが、いうなれば、標準の部品を使用して１から３インチまでである。３インチのエラストマーは、１インチのエラストマーの９倍の吸収力がある。更に概括的には、特定の成果を得るのに望ましい形態として、サブアセンブリ６０を個々のサブアセンブリに分割してもよい。

身体用衝撃保護装置の一つの特徴的な実施形態はヘルメットであり、衝撃による負傷から頭部を保護するために、使用者の頭部に装着するように構成され配設される。図４及び５のヘルメット７０は、頭部７６に載置するように構成され適合された第１のシェル又は内側シェル７２を備える。この配置は、理想的には動かないように、又は少なくとも６自由度の動きを抑制するように、シェル７２を固定する。外側シェル７４は、内側シェル７２から間隔を空けて、内側シェル７２を実質的に取り囲んでいる。この実施例では、２つのエネルギー吸収サブアセンブリ８０、８２がシェル７２、７４の間に配置される。サブアセンブリ８０、８２は、概ね図３のサブアセンブリ６０と同じ構造をしている。サブアセンブリ８０が、ヘルメットの額領域の周辺、すなわちヘルメットが頭部を取り囲む領域、に配置される場合は、サブアセンブリ８０は完全に環状で、エラストマー性エネルギー吸収部材をその周囲全体に備えることができる。第２のサブアセンブリ８２は、ヘルメットの顔前面に開口部を有する領域に配置されるため、完全な環状ではなく、より円弧状であり、約１８０度から２７０度の角度で覆っている。フェイスマスク７８は、フェイスマスクにかかる力が外側シェルに伝達され、それが動作を引き起こすように、外側シェル７４に機械的に連結されており、その結果、力が分散されることになる。

ヘルメット７０の動作を図５Ａ及び５Ｂに概略的に示す。図５Ａは、ヘルメットに衝撃がない静止位置を示す。図５Ｂは、ヘルメット７０の左側に向かう衝撃８４を示す。この衝撃はシェル７４を左側に向かって、すなわち、衝撃の方向と平行に押す。シェル７２は頭部に固定されているため、実質的に動かない。その結果、間隔８６が大きくなり、サブアセンブリ８０、８２の両方のエラストマー性部材がすべて、また、ヘルメットの前部と後部とに位置するエラストマー性部材もある程度、サブアセンブリの右手側に向かって伸長する。このことが衝撃エネルギーを吸収する。衝撃の領域にあるエラストマー性部材は、部材９１、９２で示すように、折りたたまれる又は圧縮される。これらはエネルギーの吸収に少ししか、又はまったく寄与しない。

ヘルメット７０は、底部及び頂部から生じる衝撃、及び回転を起こす斜めの衝撃を吸収することができる。内側リングに対してエネルギー吸収サブアセンブリの外側リングを移動させるいかなる衝撃も、１つ又は複数のエラストマー性部材を伸長させることになり、ひいてはエネルギーを吸収することになる。外側シェルへのいかなる動きも１つ又は複数のエラストマー性部材をどの方向にでも伸長させる要因となってエネルギーを吸収することになり、ひいては衝撃の影響を改良するのに役立つ。

膝保護用の衝撃保護装置の特定の実施形態を、図６及び７に示す。この態様における装置１００は、２つのエネルギー吸収サブアセンブリ１０２、１０６を備える。このようなサブアセンブリは、それぞれハウジング１０４、１０８の一方に機械的に連結される。このハウジングは、ヒンジ１１０の面に対して垂直な１つ又は複数の軸の周りをハウジング１０４、１０８が旋回できるようにするピボット又はヒンジ装置１１０によって、相互に接続される。また、ヒンジ１００に直接連結されるプレート１５３、１５５は、それぞれ受け溝１５４、１５６の範囲内で上下に滑動するように適合され、垂直に移動する能力をハウジング１０４、１０８に与える。このことは、快適性とフィット性のための調整を可能にし、より自由な使用者の動作を可能にする。図７に示すような使用法において、ピボット１１０は足１３０の膝領域１３２の近傍に位置する。ヒンジ１００は、衝撃による損傷を防ぐのに役立つよう、保護カバー又はディスク（図示せず）によって覆われてもよい。ハウジング１０４は膝の上方の大腿領域１３４に位置する。ハウジング１０８は膝の下方のふくらはぎ領域１３６に位置する。装置１００は膝の外側への衝撃のエネルギーを吸収するのに役立つように設計される。

装置１００は、蝶番式のハウジングアセンブリ１１２の連続部を定義するピボットを有する側が、装着者の膝の内側の反対側である外側、すなわちフットボールなどのスポーツで最も衝撃が発生しやすい部位、に沿って位置するように装着される。このハウジングアセンブリは、アセンブリの長さに沿ったどの位置における力でも、両方のエネルギー吸収サブアセンブリ１０２、１０６のうち一方又は両方に伝達するのに役立つ。アセンブリ１０２、１０６は、図面に示す静止位置において、この外側領域近傍部１２０の内側リングと外側リングとの間の間隔は、その反対側又は内側部１２１より大きくなるように配設される。衝撃の領域における間隔は、エネルギー吸収サブアセンブリの外側リングの内側リングに対する最大移動距離を定義するため、この態様のように、概ね同心円状ではあるが厳密には同心円状ではない内側リング及び外側リングを有し、１方向に、すなわちこの態様においては重大な負傷の原因となり得る膝領域の外側への衝撃に、更なるエネルギー吸収を付与することができる。

ハウジング１０４は、軸１１３の周りを旋回することができる。ハウジング１０８は、軸１１４の周りを旋回することができる。構造体１１０は、軸１１３、１１４の周りを旋回することができる。サブアセンブリ１０２のエラストマー性エネルギー吸収部材１０３及びエネルギー吸収サブアセンブリ１０６のエラストマー性エネルギー吸収部材１０７が図面に示されている。

図８Ａ〜８Ｆは、代替えのヘルメットデザインを示し、本開示に係るヘルメット及びその他の衝撃保護装置に適用可能な機能を示す。ヘルメット２００は、頭部に着座する内側シェル２０４と、それを取り囲む間隔を空けた外側シェル２０２とを備える。フェイスマスク２０６は、外側シェル２０２に取り付けられる。この態様におけるエネルギー吸収サブアセンブリ２０１、２０３はそれぞれ、部材２２２、２３２、及び図８Ｆに示すサブアセンブリ２０１の部材２５１〜２５５、並びにサブアセンブリ２０３の部材２６１〜２６３など、両方のシェルに固定される複数の別個のエラストマー性部材を備える。

この限定されない実施例において、各エラストマー性部材は、両方のシェルのスロットに貫通して収まる平坦なシートである。それぞれ、部材が隣り合ったスロットから脱落するのを防ぐために、外側シェルの外側又は内側シェルの内側のいずれかに着座させる一方の拡大された端部（例えば、端部２２０、２３０）を有する。エラストマー性部材の他方の端部は、クランプ２２４、２３４などの適切な機械的手段によって、他方のシェルに機械的に連結される。また、追加の成形ゴム又はプラスチック部分２０８（シェルの相対的な動きを実質的に阻害することがないよう、十分な適合性を有する）が、２つのシェルの下周縁に取り付けられる。部分２０８は、潜在的にいくらかの更なる適合性／エネルギー吸収を加えることが可能であるが、主に部分２０８は、衣服又は他の物体が入り込むのを防ぐためにシェル間の開口部を閉じるのに用いられる。

図１０Ａ及び１０Ｂは、２つの類似したエネルギー吸収部材４０２、４１０を示す。この２つの間の相違は、それらの長さ及び／又は強さという可能性もある。部材４０２は、垂直な末端部４０４、４０６、及び先端部４０８をもつ平行なレッグ部４０３、４０５を有する構造を表す。部材４０２、４１０は、図１２における衝撃保護装置４３０のシェル４３２、４３４などの、間隔を空けた２つのシェルに連結することができる。これらの部材は、図１１のレッグ部４０３、４０５の間に収まるよう、大きさと形を整えたブレード４１６を備える工具４１４を介して、シェルに整列した開口部に押し通される。取っ手４１８は、拡大した端部４０８を内側シェル内の穴に強制的に貫通させるよう、押し下げられる。上端部４０４、４０６は、開口部に隣接した外側シェルに当接して着座する。こうして部材を両方のシェルに固定する。図１２に示すように、部材４３８の拡大した共通端部４４０が内側シェル４３４の内側に着座する一方で、端部４４２は外側シェル４３２の外側の凹部に着座する。装置４３０の外側を滑らかにするように、キャップ４４４をその凹部に押し込んでもよい。部材４５０は、静止位置、すなわち図１２に示す無衝撃位置に緩みがあるよう、部材４３８よりわずかに長い。衝撃があると、部材４３８が伸長し、それから最終的にシェル間が十分に離れるまで移動すれば、部材４５０が伸長されてより多くのエネルギーを吸収することができる。また、上記のように、異なる部材（例えば、異なる厚さ）は強度が異なるため、より多様な変動性を保護装置のエネルギー吸収特性に付与する。

図１３Ａ〜１３Ｃに他の実施例を示す。衝撃保護装置５００は、外側シェル５０２及び内側シェル５０４を備える。エラストマー性スプリング５１０はこれらのシェルを接続する。スプリング５１０は、端部５６１、５６２を有する連続した薄いエラストマー性シートである。端部５６２は、シェル５０４に固定する一方、端部５６１は解放されている。スプリング５１０は、外側シェル５０２に支持されるローラ５１１、５１３、５１５、５１９、５２１と、内側シェル５１４に支持されるローラ５１２、５１４、５１８、５２０とに掛けられる。このローラは、シェルに関連してスプリングを動かすことができる。図１３Ｃに１つのローラ５１２を示す。このローラは、シェルに固定された固定器具５３０、５３１の範囲内で動作することができる。スプリングは、ローラ又は同等の構造体（低摩擦の静止表面など）を支持する他の機械的手段上を移動させてもよく、この実施例でそれも想定内である。

装置５００は、スプリング５１０上の張力「Ｔ」の調整を可能にする機構体５２４を更に備えてもよい。この限定されない実施例において、そのことは図１３Ａ及び１３Ｂのニップローラ５１５、５１６によって成され、それを介してエラストマー５１０は通過する。これらのニップローラは、予想される通常の衝撃を受けたときの予想される通常の負荷がかかるとき、エラストマーを把持し、適切な位置に保持する。ローラ５１５とローラ５１６とは、一体化した動作で反対方向に動くように連結される。この態様においては、それぞれローラの１つと連結して咬合される歯車５４５、５４６を有する。これは、スプリングの予負荷張力を調整する手段として、１つのローラがスプリングを締め付ける又は緩めるように回転することを可能にする。鋸歯状歯車５４５で構成されるラチェットは、歯止めツメ５４６に沿ってニップローラの１つに連結され、外側シェル上に衝撃が発生したときエラストマーが引き戻されるのを、ニップローラを介して阻止する。ローラ５１５の端部５５１は、前もって張力を望みどおりに設定できるように、（例えば、六角ナットによって）トルクレンチが連結されてもよい。これにより、初期の予負荷力に本装置を調整することが可能になる。

エラストマーに予張力をかけることは、エラストマー（スプリング）の伸長及び衝撃エネルギーの吸収という成果をもたらす、衝撃の際に起こるシェルのすべての動作を確実にするのに役立つ。第２の、又はそれ以上の追加のエラストマーを、スプリング５１０と平行に加えることができる。これはより高い又はより低いばね定数を持たせ、望みどおりに予張力を持たせることができる。望ましく融合したエネルギー吸収の成果を得るために、多様なスプリングを選択して張力を与えてもよい。例えば、第２のエラストマーにより高いばね定数を持たせてもよく、より大きな衝撃を受けたとき伸長するように設定して、より激しい衝撃時により大きな減衰効果を与えることができる。

もう一つの選択肢は、図示されてはいないが、エネルギー吸収の最大能力を超えた衝撃の回数を記録した回路を装置に備えることであろう。これは、シェルどうしが触れ合う（エネルギー吸収部材にその最大能力を超えて負荷がかかる）と、２つの回路網間で電気的接触が発生するように配設された導体の回路網を、内側シェルの外側と外側シェルの内側とに備えることで成される。持続時間の計測とデータの記録との両方のために簡単な回路が備えられ、その回路にはおそらく電池とメモリ付きのコントローラが含まれる。導体は、リボンケーブルに似た薄い銅の帯状片、又は他の導体、によって成されてもよい。導体は、シェルどうしが触れ合ったとき、たとえ斜めの衝撃によって外側シェルなどがゆがんでシェル間の配列が変わったとしても電気的接触がなされるように、十字状又は陰影模様（平行斜線模様）に配設されてもよい。

Claims (13)

1. 頭部に載置されるように構成され配設された第１のシェルと、
   前記第１のシェルを実質的に取り囲み前記第１のシェルから間隔を空けた空間領域を介して配設される第２のシェルと、
   前記シェルの両方に機械的に連結され、かつ前記シェルの両方の間の前記間隔に架け渡されている複数のエラストマー性エネルギー吸収部材と、を備え、
   前記複数のエラストマー性エネルギー吸収部材の各エラストマー性エネルギー吸収部材は、前記第１のシェルと前記第２のシェルとの間に延長する細長ストラップを備え、
   前記複数のエラストマー性エネルギー吸収部材の各エラストマー性エネルギー吸収部材は、前記第１のシェルに固定された第１の端部及び前記第２のシェルに固定された第２の端部を備え、
   前記複数のエラストマー性エネルギー吸収部材の各エラストマー性エネルギー吸収部材は、前記第１のシェルの前記第２のシェルに対する移動に応じて前記第１のシェルと前記第２のシェルとの間で伸長し前記第１のシェルの衝撃受け止め位置とほぼ反対側の位置に配置されるように構成されている身体用衝撃保護装置。
   
2. 前記シェルの両方が、共に入れ子にされている、請求項１に記載の衝撃保護装置。
3. 前記第２のシェルに機械的に連結されたフェイスマスクを更に備える、請求項１に記載の衝撃保護装置。
4. １つ又は複数のエネルギー吸収サブアセンブリを更に備え、
   各エネルギー吸収サブアセンブリは、内側リング及び外側リングを含む概ね同心円状の間隔を空けたリングと、前記内側リングと前記外側リングとの両方に機械的に連結され、かつ前記リング間の前記間隔に架け渡されている複数の前記エネルギー吸収部材とを備え、
   前記内側リングは、前記第１のシェルの外側に固定され、前記外側リングは、前記第２のシェルの内側に固定されている、請求項１に記載の衝撃保護装置。
5. 前記間隔を空けたリングに連結された前記エネルギー吸収部材は、概ね環状である、請求項４に記載の衝撃保護装置。
6. 前記間隔を空けたリングに連結された前記エネルギー吸収部材は、前記内側リング及び外側リングの周囲の少なくとも大半の周りに、かつ前記内側リング及び外側リングの間に配置されている、請求項４に記載の衝撃保護装置。
7. 前記エネルギー吸収部材は、一方の端部で共に連結され、もう一方の端部で互いから解放されているエラストマー性帯状片を備える、請求項１に記載の衝撃保護装置。
8. 前記エネルギー吸収部材のいくつかは、他のエネルギー吸収部材よりも長い、請求項１に記載の衝撃保護装置。
9. エネルギー吸収部材上の張力の調整を可能にする機構体を更に備える、請求項１に記載の衝撃保護装置。
10. エネルギー吸収部材上の前記張力の調整を可能にする前記機構体は、その間に前記エネルギー吸収部材が配置されたニップローラと、少なくとも１つのニップローラと連結され前記エネルギー吸収装置が伸長したときそのニップローラが逆回転するのを阻止する機械的装置とを備える、請求項９に記載の衝撃保護装置。
11. エネルギー吸収部材上の張力の調整を可能にする前記機構体は、トルクレンチと係合するように適合された前記ニップローラのうち少なくとも１つと連結された構造体を更に備える、請求項１０に記載の衝撃保護装置。
12. 平行に配置され、異なるばね定数を持つ、２つのエラストマー性エネルギー吸収部材を備える、請求項９に記載の衝撃保護装置。
13. 各エネルギー吸収サブアセンブリが、内側リング及び外側リングを含む概ね同心円状の間隔を空けたリングと、前記内側リングと前記外側リングとの両方に機械的に連結され、かつ前記リング間の間隔に架け渡されている複数のエラストマー性エネルギー吸収部材とを備え、前記エラストマー性エネルギー吸収部材が、前記内側リング及び外側リングの周囲の少なくとも大半を、間隔をおいて取り囲んでいる、２つのエネルギー吸収サブアセンブリと、
    第１のエネルギー吸収サブアセンブリの前記外側リングが機械的に連結された第１のハウジングと、
    前記第２のエネルギー吸収サブアセンブリの前記外側リングが機械的に連結された第２のハウジングと、を備える足の一部を保護するための衝撃保護装置であって、
    前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングは、一方のハウジングを膝の上方に、もう一方のハウジングを膝の下方に、足及び足を覆う衣服の一方に取り付けるように構成され適合され、
    前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとは、前記ハウジングの間で前記膝の近傍に配置されたヒンジによって接続され、
    前記複数のエラストマー性エネルギー吸収部材の各エラストマー性エネルギー吸収部材は、前記第１のシェルと前記第２のシェルとの間に延長する細長ストラップを備え、
    前記複数のエラストマー性エネルギー吸収部材の各エラストマー性エネルギー吸収部材は、前記第１のシェルに固定された第１の端部及び前記第２のシェルに固定された第２の端部を備え、
    前記複数のエラストマー性エネルギー吸収部材の各エラストマー性エネルギー吸収部材は、前記第１のシェルの前記第２のシェルに対する移動に応じて前記第１のシェルと前記第２のシェルとの間で伸長し前記第１のシェルの衝撃受け止め位置とほぼ反対側の位置に配置されるように構成されている、
    足の一部を保護するための衝撃保護装置。

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